電纜故障自動(dòng)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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2.1.1監(jiān)控裝置主程序
監(jiān)控裝置主程序如圖7所示。它主要執(zhí)行如下動(dòng)作：
（1）系統(tǒng)初始化，包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、軟件標(biāo)志、MCU的I/O端口、定時(shí)器、串行口波特率及中斷向量表的初始化。
?。?）接收鍵盤輸入，包括本機(jī)標(biāo)識(shí)、報(bào)警電話號(hào)碼、復(fù)核電話號(hào)碼、被監(jiān)測(cè)線路長(zhǎng)度、語音數(shù)據(jù)、密碼等參數(shù)的顯示及設(shè)定。
?。?）對(duì)線路狀態(tài)和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若線路發(fā)生故障或機(jī)房環(huán)境發(fā)生異常，則進(jìn)行線路長(zhǎng)度測(cè)量或環(huán)境參數(shù)測(cè)量，并通過電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信息。
?。?）若有遠(yuǎn)程控制電話呼入，在密碼核對(duì)正確后，用戶可以進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)查詢和修改。
2.1.2電容/電阻檢測(cè)函數(shù)
當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，由NE555/LM311線路電容/電阻轉(zhuǎn)化為相應(yīng)頻率，送給Timer1/Timer3的捕獲引腳ICP1/ICP3。其輸入捕獲單元可精確捕獲ICP1/ICP3引腳發(fā)生的外部事件及發(fā)生的時(shí)刻，調(diào)用電容/電阻檢測(cè)函數(shù)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)觸發(fā)事件的次數(shù)，從而精確計(jì)算出頻率值及相應(yīng)的電容/電阻值。由于電容/電阻電纜長(zhǎng)度成比例關(guān)系，因此在故障未發(fā)生時(shí)，定期測(cè)量整個(gè)線路的電容/是阻值，計(jì)算出單位電容/電阻的線路長(zhǎng)度；在故障發(fā)生時(shí)，測(cè)量故障線路的電容/電阻值，并換算出故障電纜長(zhǎng)度。為減少系統(tǒng)誤差，電容/電阻檢測(cè)函數(shù)先測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電容/電阻，然后測(cè)量線路電容/電阻，從而提高測(cè)量精度。
3 系統(tǒng)測(cè)試
系統(tǒng)測(cè)量電路經(jīng)過DESIGN EXPLORE 99 SE軟件仿真測(cè)試，待測(cè)電容在1nF～1000 nF之間，輸出頻率在28.8Hz～28.8kHz之間（或待測(cè)電阻在0～10kΩ之間，輸出頻率在0～9kHz之間），待測(cè)的電容/電阻與頻率成線性關(guān)系。本文以齊齊哈爾電信局測(cè)試數(shù)據(jù)為例，采用在電信領(lǐng)域廣泛使用的0.4mm線徑電纜進(jìn)行測(cè)試，首先對(duì)每路電纜的一對(duì)線路全長(zhǎng)進(jìn)行10次電容/電阻測(cè)量，計(jì)算出單位長(zhǎng)度的電容/電阻值；然后對(duì)每一路電纜故障進(jìn)行模擬測(cè)試，得到測(cè)試數(shù)據(jù)表。由表1可知，每條線的單位長(zhǎng)度電容/電阻值是變化的，若按固定常數(shù)50nF/km計(jì)算，則由測(cè)量得到的電容/電阻值計(jì)算出的電纜長(zhǎng)度的相對(duì)誤差在2%以上。然而，由于每條鋪設(shè)的電纜的型號(hào)、所處環(huán)境不同以及施工的復(fù)雜性，導(dǎo)致單位長(zhǎng)度電容/電阻值很難由理論計(jì)算得出。因此，針對(duì)特定電纜，定期地測(cè)試其總長(zhǎng)度以及相應(yīng)的電容/電阻值，計(jì)算出單位長(zhǎng)度電容/電阻值，并形成所有被測(cè)電纜的單位長(zhǎng)度電容/電阻值表。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，由測(cè)得電容/電阻值同查表得到的單位長(zhǎng)度電容/電阻值的乘積而得到故障點(diǎn)的電纜長(zhǎng)度。由表1可知，測(cè)量相對(duì)誤差在1%以內(nèi)，最長(zhǎng)距離為20公里，完全能滿足用戶的需要。
系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)最長(zhǎng)距離為20公里，精度為1%，無誤報(bào)情況發(fā)生；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、使用簡(jiǎn)單易學(xué)，成本低，具備電話機(jī)功能，已在國(guó)內(nèi)大量應(yīng)用。
評(píng)論